DE2260259B2

DE2260259B2 - SMOKELESS DIBASIC POWDER COMPOSITION

Info

Publication number: DE2260259B2
Application number: DE19722260259
Authority: DE
Inventors: Michel Roger Angouleme Fauconnier (Frankreich)
Original assignee: Societe Nationale Des Poudres Et Explosifs, Paris
Priority date: 1971-12-17
Filing date: 1972-12-08
Publication date: 1976-09-02
Also published as: NL165139C; GB1371458A; IT976070B; SE399062B; IE36849B1; NL7216981A; DK129445B; FR2165093A5; IE36849L; DE2260259A1; ES409493A1; NL165139B; DK129445C; LU66676A1; BE792814A; ZA728297B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine neue pyrotechnische Mischung, die für die Herstellung von Treibladungen und insbesondere Treibstoffblöcken brauchbar ist, wie sie in Raketen oder Flugkörpern mit Selbstantrieb brauchbar sind.The invention relates to a new pyrotechnic Mixture that is useful for the production of propellant charges and especially propellant blocks is how they are useful in self-propelled missiles or missiles.

Sie bezieht sich irsbesondere zum einen auf die Zusammensetzung eines zweibasigen Pulvers, das im Wesentlichen durch Nitrocellulose und Sprengöl von hoher Explosionswärme bzw. hohem Potential wie !Nitroglycerin gebildet wird, und zum anderen auf die !Herstellung von Tn:ibstoffblöcken nach allgemein bekannter Herstellungstcchnik, bei der ein Lösungsmittel und ein Basispulver genanntes granuliertes !Pulver für den Formgebungsprozeß verwendet werden.On the one hand, it relates in particular to the Composition of a two-base powder, which is essentially made up of nitrocellulose and explosive oil from high explosion heat or high potential such as! nitroglycerin is formed, and on the other hand on the ! Production of Tn: ib material blocks according to the well-known production technique, in which a solvent and a granulated powder called a base powder can be used for the molding process.

Für die Ortung von selbstangetriebenen Raketen oder Flugkörpern werden insbesondere Emitter verwendet, die beispielsweise an der Rakete bzw. dem Flugkörper befestigt sind und eine im Infrarotbereich liegende Strahlung aussenden. Der Nachweis kann in großer Entfernung erfolgen, wobei es von Bedeutung ist, daß die emittierte Strahlung so wenig wie möglich durch die von der Verbrennung des Treibstoffs herrührenden Abgase absorbiert wird, die eine Art Schirm zwischen dem Flugkörper und der Ortungs- und Lc;tstation bilden.For the location of self-propelled rockets or missiles, emitters are used in particular, which are attached, for example, to the rocket or the missile and one in the infrared range emit lying radiation. Evidence can be done at great distances, although it matters is that the emitted radiation is as little as possible due to the combustion of the Fuel-derived exhaust gases are absorbed, creating a kind of screen between the missile and the locating and Lc; t station form.

Ebenso erfolgt die Lenkung oft mit Hilfe eines IR-Signals, das von einem Laser oder auf irgendeine andere Weise erzeug ι wird, wobei das vom Abschußpunkt oder der Bodenstation emittierte Signal von einem an der Rake;e bzw. dem Flugkörper befindlichen Detektor empfangen wird. Jc nach der relativen Lage von Flugkörper und Leitstation muß das Signal rlip 7ono der von der Treibstoffverbrennung her stammenden Gase durchqueren; die Lichtdurchlässigkeit der Abgase bildet mithin einen wichtigen Faktor für die Möglichkeit der Lenkung oder Steuerung.Likewise, the steering is often done with the help of an IR signal, which is from a laser or some is generated in another way, the signal emitted by the launch point or the ground station from a detector located on the rake; e or the missile is received. Jc according to the relative The position of the missile and control station must be the signal from the fuel combustion traverse originating gases; The transparency of the exhaust gases is therefore an important factor Factor for the ability to steer or steer.

Die Abgase stammen zum einen vom Abbau des den Treibstoffblock vom Treibwerk isolierenden Inhibitors bei hcher Temperatur und zum anderen von Rückständen und Produkten der Verbrennung des TreibpulversOn the one hand, the exhaust gases originate from the breakdown of the inhibitor that isolates the fuel block from the engine at high temperature and on the other hand from residues and products of the incineration of the Propellant powder

Bei der erfindungsgemäßen zweibasigen Pnlverzusammensetzung und den daraus erzeugten Treibstoffblöcken werden nun während der Verbrennung nur sehr wenig Rückstände sowie eine solche Zusammensetzung der Rauchgase erzielt, daß die Absorption im Infrarotbereich minimal ist, was eine beträchtliche Verbesserung der Ortungs- und Lenkungsmöglichkeiten zuläßt.In the case of the two-base fuel composition according to the invention and the fuel blocks produced therefrom there are now very little residues and such a composition during the incineration of the smoke gases achieved that the absorption in the infrared range is minimal, which is a allows considerable improvement of the location and guidance options.

Die erfindungsgeinäße zweibasige Pulverzusammensetzung wird im wesentlichen durch Nitrocellulose mit einem Stickstoffgehalt von vorzugsweise zwischen 12 und 13% und ein Sprengöl mit einer Explosionswärme bzw. einem Potential von mehr als 1200 cal/g wie beispielsweise Nitroglycerin allein oder Nitroglycol, Butantrioltrinitrat und Isobutantrioltrinitrat allein oder in Mischung mit Nitroglycerin und folgende Zusätze zu diesen Hauptbestandteilen gebildet:The dibasic powder composition according to the invention is essentially by nitrocellulose with a nitrogen content of preferably between 12 and 13% and an explosive oil with a heat of explosion and a potential of more than 1200 cal / g such as nitroglycerin alone or nitroglycol, butanetriol trinitrate and isobutanetriol trinitrate Formed alone or in a mixture with nitroglycerin and the following additives to these main ingredients:

— zumindest ein Weichmacher wie Triacetin, Äthylphthalat oder Octylphthalat;- at least one plasticizer such as triacetin, ethyl phthalate or octyl phthalate;

— ein Stabilisator wie Centralit (symmetrischer Diäthyldiphenylharnstoff), 2-Nitrodiphenylamin oder Dipuenylurethan;- a stabilizer like Centralit (symmetrical diethyldiphenylurea), 2-nitrodiphenylamine or dipuenyl urethane;

— zumindest ein Verbrennungskatalysator wie ein Bleisalz, Bleimonoxid oder eine Mischung von Bleimonoxid und Kupfermonoxid;- At least one combustion catalyst such as a lead salt, lead monoxide or a mixture of Lead monoxide and copper monoxide;

— ein cyclischer Sprengstoff wie Hexogen (Cyclotrimethylentrinitramin) und/oder Octogen (Cyclotetramethylentetranitramin) in Mengen zwischen 14 und 25% des Gesamtgewichts der Zusammensetzung; - a cyclic explosive such as hexogen (cyclotrimethylene trinitramine) and / or octogen (cyclotetramethylenetetranitramine) in amounts between 14 and 25% of the total weight of the composition;

— ein Brennverzögerer wie Saccharose-acetoisobutyrat oder Sucrose-octoacetat (Octoacetat der Saccharobiose) in einer Menge bis zu 3,2% des Gesamtgewichts der Zusammensetzung;- a flame retardant such as sucrose acetoisobutyrate or sucrose octoacetate (octoacetate der Sucrose) in an amount up to 3.2% of the total weight of the composition;

— gegebenenfalls ein Verbrennungsbeschleuniger in Mengen unter 0,5% des Gesamtgewichts der Zusammensetzung und vorzugsweise Acetylenruß in Mengen unter 0,2%.- if necessary, a combustion accelerator in amounts less than 0.5% of the total weight of the Composition and preferably acetylene black in amounts below 0.2%.

Die erfindungsgemäße Pulverzusammensetzung enthält im wesentlichen Nitrocellulose, ein Sprengöl mit einer Explosionswärme von mehr als 1200 cal/g und einen cyclischen Sprengstoff wie Cyclotrimethylentrinitramin oder Cyclotetramethylentetranitramin und als Zusätze zumindest einen Weichmacher, einen Stabilisator und einen Verbrennungskalalysator und ist dadurch gekennzeichnet, daß sie den cyclischen Sprengstoff in einer Menge von 14 bis 25% und einen Brennverzögerer in einer Menge bis zu 3,2%, jeweils bezogen auf das Gewicht der Zusammensetzung, enthält.The powder composition according to the invention essentially contains nitrocellulose, an explosive oil with a heat of explosion greater than 1200 cal / g and a cyclic explosive such as cyclotrimethylene trinitramine or Cyclotetramethylenetetranitramin and as additives at least one plasticizer, a Stabilizer and a combustion analyzer and is characterized in that it is the cyclic Explosives in an amount of 14 to 25% and a flame retardant in an amount up to 3.2%, respectively based on the weight of the composition.

Durch Einbringen von Hexogen oder Octogen in erheblichen Anteilen können vollständigere chemische Verbrennungsreaktionen erreicht werden, wobei die tatsächliche Zusammensetzung der erzeugten Gase ihrer theoretischen Zusammensetzung erheblich näher kommt, was sich in einer wesentlichen Verminderung der Verbrennungsrückstände äußert, die eine derBy incorporating hexogen or octogen in significant proportions, more complete chemical Combustion reactions can be achieved using the actual composition of the gases generated its theoretical composition comes considerably closer, which results in a substantial reduction the combustion residue expresses one of the

3535

4040

4545

Hauptursachen für die Undurchsichtigkeit der Abgase sind. Ein Gehalt an Hexogen oder Octogen zwischen 14 und 25% des Gesamtgewichts der Zusammensetzung ermöglicht außerdem die Herstellung von Ladungen, die leichter zu entzünden sind, eine gleichmäßigere Verbrennung zeigen und deren spezifische Triebkraft höher ist als von Ladungen, die ausgehend von früher bekannten Zusammensetzungen erzeugt werden.The main reasons for the opacity of the exhaust gases are. A content of hexogen or octogen between 14 and 25% of the total weight of the composition also enables manufacture of charges that are easier to ignite, show more even combustion and their specific Driving force is higher than that of charges based on previously known compositions be generated.

Die Herstellung von Treibladungen mit relativ geringer Brenngeschwindigkeit aus den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen bietet einige Schwierigkeiten, denen man jedoch begegnen kann, indem man gleichzeitig einen Brennverzögerer wie Saccharoseacetoisobutyrat oder Saccharobioseoctoacetat und einen Verbrcnnungsbeschleuniger wie Acetylen-Ruß in die Zusammensetzung einbringt. Die exakte Bestimmung bzw. Festlegung der Verbrennungsgeschwindigkeit ergibt sich durch Kombination der beiden konträren Wirkungen, und die Reproduzierbarkeit der ballistischen Eigenschaften ist innerhalb der verschiedenen hergestellten Mischungen verbessert. The production of propellant charges with a relatively low burning rate from the inventive Compositions presents some difficulties, which one can however address by using at the same time a flame retardant such as sucrose acetoisobutyrate or sucrose octoacetate and incorporates a combustion accelerator such as acetylene black into the composition. The exact determination or determination of the combustion rate results from a combination of both contrary effects, and the reproducibility of the ballistic properties is within of the various mixtures produced.

Durch unterschiedliche Versuche konnte ein bevorzugter Zusammensetzungsbereich aufgefunden werden, bei dem die Verminderung der Undurchsichtigkeit der Abgase besonders ausgeprägt ist.A preferred composition range could be found through various experiments, in which the reduction in the opacity of the exhaust gases is particularly pronounced.

Die nachfolgend angegebenen Prozentsätze der Bestandteile der bevorzugten Mischung sind auf ihr Gesamtgewicht bezogen.The percentages of the ingredients of the preferred blend given below are on it Total weight related.

— Nitrocellulose mit einem Stickstoffgehalt zwischen 12 und 13% 35 bis 45- Nitrocellulose with a nitrogen content between 12 and 13% 35 to 45

— Cyclotrimethylentrinitramin .... 14 bis 26- Cyclotrimethylene trinitramine .... 14 to 26

— Nitroglycerin 20 bis 30- Nitroglycerin 20 to 30

— Triacetin 7,5 bis 11,5- Triacetin 7.5 to 11.5

— Saccharose-acetoisobutyrat 2,1 bis 3,1- sucrose acetoisobutyrate 2.1 to 3.1

— Centralit 1 bis 2- Centralit 1 to 2

— Bleimonoxid 1,1 bis 2,1- lead monoxide 1.1 to 2.1

— Acetylen-Ruß 0 bis 0,2- Acetylene black 0 to 0.2

Bei einer speziellen Pulvermischung (Cl) mit einer in der Nähe der Mittelwerte der oben angegebenen Grenzwerte liegenden prozentualen Zusammensetzung für die einzelnen Bestandteile liegt die tatsächliche Zusammensetzung der Abgase sehr nahe bei der theoretischen Zusammensetzung. Beide Zusammensetzungen befinden sich in der Nähe der nachstehend in mol/kg angegebenen Werte, wobei sich die Gase am Ende der Expansion bei 1 atm im Gleichgewicht befinden:In the case of a special powder mixture (Cl) with a value close to the mean values given above Limit values lying percentage composition for the individual components lies the actual Composition of the exhaust gases very close to the theoretical composition. Both compositions are close to the values given below in mol / kg, where the gases are in equilibrium at the end of the expansion at 1 atm:

nachfolgend in Prozent des Ges-.mtgewichts angegeben sind:given below as a percentage of total weight are:

— Nitrocellulose mit einem Stickstoffgehalt zwischen 12 und 13 % 59- Nitrocellulose with a nitrogen content between 12 and 13% 59

— Nitroglycerin 23,9- nitroglycerin 23.9

— Triacetin 9,1- Triacetin 9.1

— Dioctylphthalat 3,3- dioctyl phthalate 3.3

— Centralit 1,7- Centralite 1.7

— Neutrales Bleistearat 3- Neutral lead stearate 3

Eigenschaftenproperties

Zusammensetzung
Cl CZ composition
Cl CZ

Explosionswärme, cal/g
Gemessener spezifischer
Vortrieb, sHeat of explosion, cal / g
Measured more specific
Propulsion, s

Gemessener Ausströmungskoeffizient Measured discharge coefficient

830
219830
219

698
190698
190

7,5-10-» S-10-7.5-10- »S-10-

Ausgehend von den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen können mehrere Techniken zur Herstellung von Treibstoffblöcken angewandt werden, und zwar insbesondere:Starting from the compositions according to the invention Several techniques can be used to make fuel blocks, namely in particular:

— Vergießen einer fließfähigen Masse oder Paste auf der Basis von Nitrocellulose in Form von Mikrokügelchen (Plastisol) und Sprengol im Vakuum;- Pouring a flowable mass or paste based on nitrocellulose in the form of Microspheres (plastisol) and sprengol in vacuum;

— Formen unter Verwendung eines Lösungsmittels. das in die zuvor mit einem Basispulver in Form von Granalien gefüllte Form eingebracht wird.- molding using a solvent. that in the form previously with a base powder Mold filled with granules is introduced.

Diese Verfahren sind dem Fachmann geläufig: die nachfolgende Beschreibung der Durchführung der Formung wird lediglich als Beispiel angegeben.These methods are familiar to the person skilled in the art: the following description of the implementation of the Shaping is given as an example only.

Das Basispulver ist ein Pulver, das im wesentlichen durch Nitrocellulose (Pulver B) gebildet und nach allgemein bekannten Verfahren unter Verwendung von Lösungsmitteln hergestellt wird. Die Erzeugung eines der bevorzugten Zusammensetzung enisprc Senden Trcibstoffblocks erfolgt beispielsweise mit einem Basispulver, dessen Zusammensetzung (ausgedrückt in Prozent des Gesamtgewichts des Pulvers) innerhalb der folgenden Grenzen liegt:The base powder is a powder that is essentially formed by nitrocellulose (powder B) and after generally known processes using solvents. The production one of the preferred composition enisprc sending Active substance blocks are made, for example, with a base powder, the composition of which (expressed in percent of the total weight of the powder) is within the following limits:

— Nitrocellulose mit einem Stick- 56 bis 75
stoffgehalt zwischen 12 und 13%- Nitrocellulose with a stick- 56 to 75
substance content between 12 and 13%

— Cyclotrimethylentrinitramin .... 23 bis 41- Cyclotrimethylene trinitramine .... 23 to 41

— Saccharose-acetoisobutyrat 1 bis 5,2- sucrose acetoisobutyrate 1 to 5.2

— Centralit ' 1,2 bis 3,2- Centralit '1.2 to 3.2

— Bleimonoxid 1,5 bis 4- lead monoxide 1.5 to 4

— Acetylen-Ruß 0 bis 0,4- Acetylene black 0 to 0.4

Kohlendioxid CO₂ 7,5Carbon dioxide CO ₂ 7.5

Kohlenmonoxid CO 13,4Carbon monoxide CO 13.4

Wasserstoff H₂ 11,8Hydrogen H ₂ 11.8

Wasser H₂O 4Water H ₂ O 4

Stickstoff N₂ 6,2Nitrogen N ₂ 6.2

Die Anwesenheit von Hexogen in einer solchen speziellen Zusammensetzung (C 1) mit 40% Nitro- 6" cellulose und 19% Hexogen ergibt eine erhebliche Verminderung der Undurchsichtigkeit der Abgase gegenüber einer Zusammensetzung, die unter Anwendung sonst ähnlicher Mischungsverhältnisse mit 59% Nitrocellulose erhalten wird.The presence of hexogen in such a special composition (C 1) with 40% nitro-6 " cellulose and 19% hexogen result in a considerable reduction in the opacity of the exhaust gases compared to a composition that uses otherwise similar mixing ratios with 59% nitrocellulose is obtained.

Die Änderung der anderen Eigenschaften kann durch Vergleich mit einer klassischen Zusammensetzung (C 2) festgestellt werden, deren Bestandteile Dieses Basispulver mit dem Aussehen von Granalien wird in eine gegebenenfalls einen Kern besitzende Form gebracht. Nach Füllen und Schließen der Form wird darin ein Vakuum erzeugt und dann das Lösungsmittel für den Formungsprozeß eingeführt, das die Zwischenräume zwischen den Granalien des Basispulvers völlig ausfüllt. Das Lösungsmittel für den Formgebungsprozeß wird für die Erzielung eines der bevorzugten Zusammensetzung entsprechenden Trcibstoffblocks beispielsweise durch die folgenden, in Prozent des Gesamtgewichts des Lösungsmittels ausgedrückten Werte definiert.The change in the other properties can be achieved by comparison with a classic composition (C 2) are found, the components of which This base powder with the appearance of granules is brought into a form which may have a core. After filling and closing the mold a vacuum is created therein and then introduced the solvent for the molding process, which the Completely fills the spaces between the granules of the base powder. The solvent for the Shaping process is used to obtain one of the preferred compositions Active substance blocks, for example, by the following, as a percentage of the total weight of the solvent expressed values.

— Nitroglycerin 72- nitroglycerin 72

— Triacetin 27,5- triacetin 27.5

— Centralit 0,5- Centralite 0.5

Die Korngrößenverteilung des Basispulvers ist derart, daß die Ausfüllung der Hohlräume zwischen den Granalien durch das Formungslösunesmittel unter Anwendung von 60 Gew.-% Basispulver und 40 Ge\v.-% Formungslösungsmittel erhalten wird. Nach dem Ausfüllen wird das Vakuum unterbrochen und das gesamte System einer Verfestigung und nachfolgenden Erhitzung zur Herbeiführung der Gelatinierung xlcr Nitrocellulose durch das Formungslösungsmittel unterzogen. The grain size distribution of the base powder is such that the filling of the cavities between the Granules by the molding solvent using 60% by weight base powder and 40% by weight Ge \ v .-% molding solvent is obtained. After filling, the vacuum is interrupted and the entire system of solidification and subsequent heating to bring about gelatinization xlcr nitrocellulose subjected to the molding solvent.

Die erfindungsgemäße Pulverzusammensetzung ermöglicht die Herstellung von Treibstoffblöcken, wie sie ah Treibladungen in Raketen oder Flugkörpern mit Selbstantrieb verwendet werden, bei denen die Undurchsichtigkeit der Abgase sehr gering sein muß. um insbesondere die Ortung und Lenkung bzw. Steuerung mit Hilfe eines Infrarot-Senders zu ermöglichen, der an den Flugkörpern befestigt oder von der Ortungs- und Steuerstation aus eingesetzt wird.The powder composition according to the invention enables the production of fuel blocks, such as those used in propellant charges in rockets or missiles be used with self-propelled, where the opacity of the exhaust gases must be very low. in particular to enable location and guidance or control with the help of an infrared transmitter, which is attached to the missile or deployed from the location and control station will.

Claims

Patent claims:

1. Two-base fiber powder composition that essentially nitrocellulose, an explosive oil with a heat of explosion greater than 1200 cal / g and a cyclic explosive such as cyclotrimethylene trinitramine or cyclotetramethylene tetranitramine and as additives at least a plasticizer, a stabilizer and a combustion catalyst contains, characterized that the composition contains the cyclic explosive in an amount of 14 up to 25% and a burning retarder in an amount up to 3.1%, each based on the Weight of the composition.

2. Propellant powder composition according to claim 1, characterized in that the flame retardant Sucrose acetoisobutyrate or sucrose octoacetate.

3. Treibpulven omposition according to claim 1 or 2, characterized in that the composition further contains a combustion accelerator in finer amount of less than 0.5 ^ ⁰ of the total weight of the composition.